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【暗号資産】マイニングとステーキングの違い

マイニングとステーキングの違い

暗号資産(仮想通貨)の"取引の承認"および"確認作業"をおこない、その報酬としてあらたに発行された暗号資産(仮想通貨)を手に入れる行為のことを、PoWではマイニングPoSではステーキングといいます。

マイニングとステーキングの違いは、マイニングは仕事量で承認者を選出するのに対し、ステーキングは暗号資産の保有量で承認者を選出します。

PoWとPoSの違い

なぜマイニングやステーキングが必要なのか

従来の中央集権型は、次の図のように第三者機関が取引履歴を管理する仕組みになっています。管理する組織(第三者機関)が存在し、その組織が信頼性を担保しています。

中央集権型のイメージ図

ここがポイント

中央集権型:取引履歴を巨大なコンピューターで集中管理している。

 

それに対し暗号資産(仮想通貨)の基盤技術であるブロックチェーンは、次の図のように取引履歴を管理する管理組織が存在しません。

ブロックチェーンのイメージ例

ここがポイント

分散型:中央集権型のように1つの場所で取引履歴を集中管理するのではなく、ネットワークの参加者で共有しながら管理する。(複数の場所に分散して管理する)

従来の中央集権型とは違い、ブロックチェーンの分散型には取引履歴を管理する第三者機関が存在しません。

管理者不在のブロックチェーンでは、取引データが正しいかどうか検証する仕組みが必要です。この仕組みのことを「コンセンサスアルゴリズム」といいます。

暗号資産(仮想通貨)で有名なビットコインはPoW(プルーフ・オブ・ワーク)、イーサリアム2.0はPoS(プルーフ・オブ・ステーク)と呼ばれるコンセンサスを採用しています。

そして、マイニングはPoW(プルーフ・オブ・ワーク)、ステーキングはPoS(プルーフ・オブ・ステーク)の仕組みで使用する用語です。

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マイニングとは

PoW(英:Proof of Work、読み:プルーフ・オブ・ワーク)は直訳すると「仕事の証明」であり、この仕事とはナンス(Nonce)と呼ばれる値を求める作業です。ナンスを求めるには膨大な計算が必要です。

この膨大な計算をする人たち(ノード)を「マイナー」、このプロセスを「マイニング」と呼び、世界中のマイナーたちが競争します。

PoWではマイニングで"取引の承認"および"確認作業"を行います。

マイニングの競争に勝利すると、勝者が発見したナンスを含むブロックがブロックチェーンの末尾に追加されます。そして、ナンスを最初に発見した人には、成功報酬として新たに発行されたビットコインが与えられます。

 

それでは、図を利用してもう少し具体的に説明しています。

マイニング競争の勝者が発見したナンスを含むブロックが、新たにブロックチェーンに接続されますが、異なるナンスが発見された場合、次の図のように分岐することがあります。

PoWの合意形成

PoWでは一時的な分岐は許容しており、各マイナーは任意の分岐を選んでマイニングを継続、その結果、最も長くなったチェーンを正当なチェーンとして扱います。(正当なチェーンに選ばれなかった場合、残念ならが成功報酬もなくなる)

最も長くなったチェーンを正当とする理由は、長くなったチェーンはそれだけ多くの施行が実施され、多くのマイナーがそのチェーンに合致していたと考えられるからです。

助手
助手
マイナーの意見が割れたときは、多数決で決定する(最も長くなったチェーンを正当として扱う)仕組みになっています。

 

ナンスを導き出すには膨大な計算をおこなうため、高性能なコンピュータが必要です。不正を働いたとしても正当なチェーンとして判断されなければ労力の無駄です。

この膨大な計算をマイナーに実施させることで、不正を行うよりマイニングの報酬を受け取るメリットの方が上回るように設計されています。

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ステーキングとは

PoS(英:Proof of Stake、読み:プルーフ・オブ・ステーク)は「掛け金の証明」という意味で、暗号資産(仮想通貨)の保有量が多い参加者ほど、承認者に選出(ブロックの生成権)される確率が高くなる仕組みです。

この仕組みのことを「ステーキング」、ステーキングを行う人(ノード)を「バリデータ」といいます。そしてバリデータには、ステーキング総額に応じた報酬が支払われます。

また保有量だけを基準にすると、大量保有者に承認の権限が集中してしまうため、保有期間も考慮するタイプのPoSも存在します。

ステーキングのイメージ図

PoSでは、暗号資産(仮想通貨)を大量保有している人は、暗号資産(仮想通貨)の価値を下げるような不正を行う動機が低いという前提で成り立っています。

なぜなら不正をして暗号資産(仮想通貨)の価値が暴落した場合、ダメージを受けるのは大量保有している人です。そのため、大量保有している人が不正するメリットはないと考えられています。

 

PoSを採用しているイーサリアム2.0では、以下のようにしてバリデータの選出から取引の承認を行っています。

PoSの流れ

  • 暗号資産(仮想通貨)の保有量が多いバリデータ候補の中から128以上のバリデータをランダムに選出。この128以上のバリデータで構成されたグループを「委員会(Committie)」と呼ぶ。
  • 委員会の中のバリデータ(ランダムで選出された1人)が新しいブロックを生成。
  • 作成したブロックを委員会に選出された残りのバリデータが正当性を検証。
  • バリデータの2/3以上が承認した場合、ブロックは正当として判断される。
  • ブロックを作成したバリデータに成果報酬が与えられる。

このようにランダムにバリデータを選出し、一定時間後にはそれを解散させ新たな委員会(Committie)を作成することで、不正が起こりづらい環境を作っています。

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